葉面噴施高效鐵肥及田間養(yǎng)分綜合管理對水稻籽粒鐵富集的調控研究.pdf

1、缺Fe引起的營養(yǎng)失衡問題是目前世界上人類面臨的主要營養(yǎng)健康問題之一。缺Fe嚴重削弱人體免疫系統(tǒng)功能，阻礙身體正常的生長發(fā)育。在我國尤其是中西部地區(qū)，因攝入主食作物中Fe含量不足以滿足需要而引起的人體營養(yǎng)不良問題普遍存在。因此，提高主食作物及其產品的Fe含量對緩解或消除人體Fe營養(yǎng)不良問題具有重要意義。 稻米是重要的糧食作物之一，世界上50％人口以大米為主食，但大米是低Fe、Zn營養(yǎng)食品。因此，稻米中Fe含量的些許提高對改善人體F

2、e營養(yǎng)缺乏，提高人體健康水平意義重大。在當今討論的解決人類微量元素缺乏問題的幾種策略中，農藝措施尤其施肥已成為改善谷物中微量元素缺乏的一種現(xiàn)實的、經濟的和可持續(xù)發(fā)展的策略，而鑒于微量元素Fe易被土壤固定，根外噴施就成為經濟有效的施用方法。但到目前幾乎所有的根外噴Fe試驗研究主要集中在緩解植物缺Fe失綠癥的矯正上，葉面噴施Fe肥能否強化谷類作物籽粒Fe營養(yǎng)方面的研究未見報道。 本論文即研究葉面施用Fe肥及田間養(yǎng)分綜合管理對水稻籽粒

3、Fe營養(yǎng)的生物強化效應。取得的主要研究結果如下： 1．生物強化稻米Fe營養(yǎng)高效葉面肥料-Fe(Ⅱ)-AA的研制。與噴施去離子水(對照)相比，水稻葉面噴施Fe(Ⅱ)-AA，一般能使精米中Fe營養(yǎng)濃度顯著提高15％左右，且精米中其他有益中微量元素含量如Ca、Mg、B、Zn、Cu、Mn等均有不同程度的增加，精米蛋白質和氨基酸含量也有明顯提高。與常用葉面Fe肥如FeSO<,4> 7H<,2>O和Fe(Ⅲ)-EDTA相比，對稻米Fe營養(yǎng)的

4、生物強化效應及其營養(yǎng)品質的提高效果顯著，且避免了Fe<'2+>的迅速氧化，價格便宜，便于生產上大面積施用。 Fe(Ⅱ)-AA肥效穩(wěn)定。盆栽及大田噴施試驗結果表明，與對照(噴施去離子水)相比，F(xiàn)e(Ⅱ)-AA處理對不同基因型水稻糙米Fe營養(yǎng)的生物強化效應是顯著的。糙米Fe濃度提升最高的是編號429的秈稻，達67.41％，使粳稻“丙98110”精米Fe濃度提高了13％-19％。Fe(Ⅱ)-AA處理對不同基因型稻米Fe營養(yǎng)的生物強化效

5、應明顯不同，其對秈型糯性白米稻糙米中Fe的強化在15％以上，對秈型糯性黑米稻編號9088的糙米Fe強化高達38％，對幾個秈型非糯性稻糙米Fe的強化在25％左右。 2．試驗發(fā)現(xiàn)，在水稻開花期后噴施Fe(Ⅱ)-AA，與對照(不噴施Fe(Ⅱ)-AA)相比，不僅稻谷產量而且精米中Fe濃度等營養(yǎng)品質指標均有顯著提升。在粳稻“丙98110”開花期后噴施Fe(Ⅱ)-AA，稻谷產量達到了13.197 g plant<'-1>，比對照顯著提高了1

6、3.96％，精米中Fe濃度顯著提高了13.18％，蛋白質和總氨基酸含量也分別顯著提高了13.78％和13.63％。而其他兩個時期(分蘗期和孕穗期)噴施Fe(Ⅱ)-AA，稻米中Fe營養(yǎng)含量強化效應不顯著。 因此，綜合精米Fe含量、稻谷產量及其營養(yǎng)品質考慮，在水稻開花期后噴施Fe(Ⅱ)-AA對稻米Fe營養(yǎng)的生物強化效應最好，同時也能收到增產提質的效果。 3．合理的田間養(yǎng)分綜合管理是獲得水稻高產、優(yōu)質的重要途徑。盆栽條件下，對

7、N、P、K及其互作效應對稻米Fe營養(yǎng)的生物強化效應進行了探討，并運用二次多項式回歸方程建立了N、P、K互作與稻米Fe營養(yǎng)之間的肥效關系。結果表明，單施氮肥可以強化稻米Fe營養(yǎng)，增加施氮量能提高稻米Fe含量；適量施磷肥能強化稻米中的Fe營養(yǎng)，過量施P不利于稻米中Fe的積累；低鉀有利于提高稻米中Fe濃度，過量施鉀降低其含量。 氮磷鉀養(yǎng)分綜合管理對稻米Fe營養(yǎng)有強化效應，由回歸設計建立氮磷鉀肥效應方程：Y=3.22+15.70X<,1

8、>+14.62X<,2>-10.26X<,1><'2>-8.45X<,2><'2->14.39X<,1>*X<,2>(R=0.86*)。進一步計算可知，當施尿素1.20 g pot<'-1>，過磷酸鈣0.39 g pot<'-1>，氯化鉀0.53 g pot<.-1>，得出秈稻“浙農952”糙米中最優(yōu)Fe濃度為10.180 mg kg<'-1>。 4．葉面噴施Fe<'2+>和Fe<'3+>的吸收機理研究表明，葉面噴施Fe<'Ⅲ>

9、-EDTA顯著提高了兩個水稻品種秈稻“浙農952”和粳稻“丙98110”葉片質膜上的氧化還原系統(tǒng)活性，F(xiàn)e<'Ⅱ>-EDTA處理對其沒有影響；葉面噴施Fe<'Ⅱ>-EDTA和Fe<'Ⅲ>-EDTA．均顯著提高了兩種水稻葉片質膜上的H<'+>-ATPase活性。水稻對葉面Fe離子的吸收可能為主要依賴質膜上H<'+>-ATPase和氧化還原系統(tǒng)的主動吸收過程。水稻葉片以吸收Fe<'2+>為主，F(xiàn)e<'3+>還原為Fe<'2+>是葉片吸收的前

10、提。 5．對水稻籽粒Fe積累動態(tài)的研究表明，水稻花后灌漿過程中，稻米Fe濃度總體呈下降趨勢，花后前15天下降趨勢非常明顯，以后趨緩。而灌漿過程中，稻谷Fe含量總體呈上升趨勢，與稻米中Fe濃度相反，花后前15天上升趨勢非常明顯，以后趨緩。顯示水稻進入開花期開始灌漿后單位時間內稻米碳水化合物卸載量明顯高于Fe營養(yǎng)吸收量，但單位稻谷(包括稻殼)內Fe營養(yǎng)的絕對含量緩慢增加。 Fe積累與碳水化合物在稻米內的卸載不是同步的，F(xiàn)e并不是隨著

11、光合產物向庫(稻谷)的卸載而積累的，暗示稻米Fe積累機制與碳水化合物的卸載機制不同。 本試驗結果還顯示，很大部分的Fe營養(yǎng)向稻米中的積累發(fā)生在水稻進入開花期后的前15天內，碳水化合物的卸載發(fā)生在前20天內。這表明如果通過外部手段如葉面噴施肥料等農藝措施調控稻米Fe營養(yǎng)水平，最佳時期可能是在水稻進入開花期后的前15-20天，這與我們有關“開花期后噴施Fe(Ⅱ)-AA對稻米Fe營養(yǎng)的生物強化效應最好，同時也能收到增產提質的效果”的試